专利名称：发动机正时带传动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机正时带传动机构，用于发动机曲轴与凸轮轴之间的传动上。此外，还可用于要求与发动机轴与凸轮轴之间的传动上，此外还用于要求与发动机曲轴保持固定传动比的辅助系统上，如喷油泵、配电盘和水泵的传动上。
发动机轮轴传动有很高的同步要求。为保证发动机配气与点火时间准确，长期以来均采用齿轮或正时链进行传动，但随着发动机顶置式凸轮轴的采用及对发动机重量、噪声等提出更高的要求，近年来又出现了发动机同步带传动，成为汽车发动机凸轮轴传动的一种主要形式。例如现有一汽奥迪100轿车中即采用同步带传动。在这些传动中，齿轮、链传动，重量大，较高速度时噪声大；另外，还要配备有复杂的润滑系统；链传动动中的多边形效应更加剧整个系统的振动；齿轮、链传动的材料和制造费用高，因此，其经济性差。而现在发动机中广泛采用的是按照ISO ISO/DIS 9010规定的汽车同步带传动。它重量较轻，高速时噪声也较小。但由于同步带基体是用氯丁橡胶等有机合成材料制成的，因其强度原因，在传动中带齿受弯曲作用产生后移，从而产生等效弹性滑动，这对传动准确度会产生不利的影响；氯丁橡胶置于发动机的高温油气和尘埃中，使其极易老化，这样就会降低它的使用寿命；同步带的抗磨损耐腐蚀能力较差，传动中产生大量有害粒子；另外，由于强度原因还会产生蠕变可能导致爬齿和跳齿现象，这些都直接影响着发动机的正常工作；同步带制造复杂，材料昂贵，其制造成本高。
本实用新型的目的在于提供一种强度高、传动准确、低噪声的发动机正时带传动机构。
本实用新型的目的是这样实现的，结合
如下发动机正时带传动机构是由带轮4、金属带2和轮齿5组成，其特征在于金属带2是由多层金属薄带叠合而成，其上设有啮合孔6，该啮合孔6与带轮4上的轮齿5相啮合。
所说的金属带2可以由多条单层或多层金属薄带平行布置在带轮4上。
所说的轮齿5之间节距固定，啮合孔6与轮齿5完全啮合处的形状相同，啮合孔6略大于轮齿5。
采用上述传动机构与现有此领域的传动机构相比，具有以下优点金属带采用弹簧钢制造，由于弹簧钢的高弹性模量，使金属带在传动中几乎不伸长，这就使传动达到很高的传动定位精度，因此它有更高、更精确传动的同步性。由于材料不同，金属带比同步带具有更高的强度。带传动中的蠕变是传动效率降低的主要原因，而金属带的蠕变量极其微小，这就保证了它有高的传动效率。多次实验发现，其传动效率为0.98-0.99。更重要的是采用多层金属薄带，这样就大大降低了对其传动寿命有重要影响的弯曲应力，多层带叠合不会加大弯曲应力。实验中得出在轮直径与单层厚比达650∶1时，其运动循环次数可达1,000,000次以上。此外，其传动速度可达50m/s。金属带重量轻，其单位长度重量以平均厚度0.15mm计算约为0.0134N/mm.m，是同步带的1/3-1/4。金属带结构简单，材料来源广，制造工艺简单，这大大降低了其生产成本，使其有更好的经济性。
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步详细的说明
图1.是本实用新型的一种实施方式(多层金属薄带叠合传动)示意图。
图2.图1的俯视图。
图3.是图2轮带啮合沿A-A线的带放大剖示图。
图4.是本实用新型的另一种实施方式(多条单层平行传动)示意图。
图5.为公知现有的发动机同步带传动机构布置图。
图6.为公知的发机机同步带构造。
图5所示为前面背景技术部分所提到的发动机同步带传动机构布置图，该种机构是现在发动机中广泛采用的传动。它由曲轴正时同步带轮7，中间轴正时带轮8、正时同步带9、张紧轮10及轮轴正时带轮等几部分组成。图2为公知的同步带构造，它有带齿12、包布层13、带背14和承载绳15组成，当传动时，带齿12啮合进轮的啮合槽中，其带齿12和带背14由氯丁橡胶等有机合成材料制成，受到复杂的弯曲和剪切应力。由于带齿12强度低于承载绳15的强度，所以产生带齿滞后于承载绳的现象，出现等效弹性滑动而影响其传动的精度。整条带处于发动机的高温和油性中使带齿12、包布层13和带背14加速老化。另外，由于磨损而产生的有机粒子散发到空气中，对人体是有害的，老化的带回收成本高，废弃会造成环境的污染。
本实用新型的核心是将传动带设计成由弹簧钢制成的多层金属薄带，并对带轮的轮齿结构加以改进，从而，本实用新型的设计要求。此金属薄带每层带厚在0.1mm-0.3mm之间，具体视带轮直径的大小而定。啮合过程原理上与同步带原理是完全不同的，在某种程度上可认为它是“压成带状的链条”。带轮上啮合齿或者说是啮合凸起严格按固定节距制造，而金属带上按同样节距制造出啮合孔。传动时轮上的啮合齿和金属带上的啮合孔进入啮合，而非齿部分的轮、带是完全接触的，这样传动中就存在啮合部分产生的啮合力和轮带接触部分产生的磨擦力，二者大小的分配可通过张紧轮3的张紧程度来确定。啮合齿可作成球形，渐开线齿廓形状等。啮合的主要任务是用来传递动力，提高重复定位精确度等。
本实用新型中，主要从提高强度、精度和使用经济性方面考虑，来克服现有传动的缺点。图1为多层金属薄带叠合传动示意图，小带轮4与大带轮1上制造有相同精确节距的轮齿5啮合齿有多种齿廓形状，如圆形、渐开线、双曲线齿等。由于叠合带2有一定厚度(1mm-2mm)，因此金属带孔的形状应与齿廓完全啮合部分一致以达到传动过程中啮合充分的效果，如图3啮合孔6的孔形，调整张紧轮3可改变啮合力与磨擦力的载荷分配。在应用中可对啮合齿和带孔边缘进行“修形”和热处理，以减小应力集中，提高强度，减少磨损，可采用先跑合，使接触充分后再进行热处理的工艺，这种固定节距的齿、孔啮合方式，啮合轮齿5在力的作用下不会产生后移。金属带传动中出现的蠕变由于啮合部位的定位作用使其蠕变分配到各个节距上，不会导致整条带蠕变的累计误差而影响传动精确度，更不会因为金属带2的伸长而引起爬齿和跳齿现象。
金属带传动为完全柔性传动，啮合完成时叠合的金属带2和轮齿5的啮合部位具有相同的线速度，不会出现速度的瞬间改变而产生冲击现象，因此传动平稳、噪声小。金属带在传动中一直为单侧接触，另一侧不受啮合力，这样，啮合孔6和轮齿5的磨损都出现在接触侧。理论节距与相邻带孔接触边侧的距离是相同的。节距并不会因带和轮齿的磨损而改变。相反，磨损后会使啮合更充分。因此，磨损不会导致寿命降低。
本实用新型的另一个实施例在结构允许的情况下，可采用多条金属薄带平行布置的方式。可采用较窄的金属带。这种方式可减小由于两轮轴线的平行度误差造成较宽带出现的跑偏和磨损等不利情况，也可减小由于叠加而产生的附加动载荷。该实施例的具体结构参阅图4带轮4上平行布置多条轮齿5，每圈轮齿5与一条金属窄薄带2’啮合，带与带之间有间隔。这样就有更多的啮合点以增大啮合力；也有更大的轮、带接触面积而增加磨擦力。这种方式可以减小由于多层叠合而产生的附加动载荷。
本实用新型不局限于上述齿廓及带的布置，只要此领域中的传动为轮齿与带孔啮合的金属带传动，均实用于本实用新型。
权利要求1.发动机正时带传动机构是由带轮(4)、金属带(2)和轮齿(5)组成，其特征在于金属带(2)是由多层金属薄带叠合而成，其上设有啮合孔(6)，该啮合孔(6)与带轮(4)上的轮齿(5)相啮合。
2.根据权利要求1所述的发动机正时金属带传动机构，其特征是所说的金属带(2)可以由多条单层或多层金属薄带平行布置在带轮(4)上。
3.根据权利要求1或2所述的发动机正时金属带传动机构，其特征是所说的轮齿(5)之间节距固定，啮合孔(6)与轮齿(5)完全啮合处的形状相同，啮合孔(6)略大于轮齿(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种发动机正时带传动机构,用于发动机曲轴与凸轮轴之间的传动上。它由带轮4、由弹簧钢制成的带有啮合孔6的金属带2及轮齿5构成。金属带2由多层金属薄带叠合而成或多条金属薄带在带轮上平行布置,以靠啮合力和摩擦力传递动力。传动时,轮齿5与啮合孔6进入啮合状态。采用上述结构的传动机构具有传动强度高,高效、高速,传动准确,重量轻、传动平稳、噪声小、结构简单、成本低等特点。
文档编号F16G1/28GK2387318SQ99215770
公开日2000年7月12日 申请日期1999年7月8日 优先权日1999年7月8日
发明者刘建芳, 刘晓论 申请人:刘建芳